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中国研发新款FPLG能源转化率高达458

2019-11-07 11:14:20来源:励志吧0次阅读

中国研发新款FPLG 能源转化率高达45.82%

汽车讯 据外媒报道,中国的研究人员研发了全新款自由活塞发动机线性发电机(free-piston linear generator,FPLG),可高效回收汽车发动机的尾气废热。该FPLG被用于小型有机郎肯循环(organic Rankine cycle,ORC)系统中,可将工作流体(working fluid)的热力学能(内能,thermodynamic energy)直接转化为电能。

北京工业大学(Beijing University of Technology)电动车合作创新中心(Collaborative Innovation Center of Electric Vehicles)与大同北方天力增压技术有限公司(Datong North Tianli Turbocharging Technology Co., Ltd.)的研究团队在《实用热力工程》(Applied Thermal Engineering)期刊上发表的一篇论文中宣称,当进气压力为2.6 bar时,FPLG的能量转换率(energy conversion efficiency)高达45.82%。

在该份研究报告中,新款FPLG由双对动活塞型(dual-opposed piston type)自由活塞式膨胀机(free piston expander)、置于两个气缸间的线性发电机及各类辅助组件构成,只需通过一根连接杆,就能将活塞与线性发电机相连。

活塞可在上止点(top dead center)与下止点(bottom dead center)间自由移动。由于活塞并不受制于曲柄轴(crankshaft),其动能收到缸内气压、电磁力(electromagnetic force)及机械摩擦(mechanical friction)的影响。此外,在工程进程中,上止点与下止点可能会有变化。研究人员在该实验中采用了压缩空气试验台(compressed air test rig)。

在进气膨胀冲程及排气冲程中,两个气缸将被交替使用。压缩空气流可交替进入各气缸,驱动活塞组件往复运动,线性发电机将部分活塞组件的动能(kinetic energy)转化为电能

部分研究结论:

1. 活塞位移曲线类似于正弦波(sinusoidal wave),随着进气压力的增大,活塞振幅(piston amplitude)也将随之增大。

2. 工作频率的增大将使活塞振幅及运动对称性(motion symmetry)降低。

3. 活塞的峰值速率及功率输出表明其与进气压力几乎呈线性关联性,表明功率输出对活塞速度十分敏感。当操作频率为1.0Hz且外部载重阻力(external load resistance)为20Ω时,最大峰值速度约为0.69m/s,而最高功率输出为96W。

4. FPLG的转换效率随进气压力的增大而增大。

5. 当操作频率为2.0Hz时,FPLG的能源转化率将高达45.82%,进气压力为2.6 bar。

在测定该系统的潜在能量转速率后,研究人员将继续研究增大压力及操作频率对FPLG所产生的影响,并在小型ORC系统内测试FPLG设备。

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文章标签: 黑科技 前瞻技术

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